10月24日《科学》杂志精选

新的显微镜可以看到移动的亚细胞装置。

由于有一种新型显微镜能够实时捕捉亚细胞活动的三维图像，科学家可以追踪大脑中形成突触的神经细胞路径，观察受精卵的发育活动，或者追踪聚集在一起并导致疾病的蛋白质的进展。这些都是曾经被认为不可能的成像研究壮举。设计这种新型显微镜的团队成员包括今年诺贝尔化学奖获得者之一埃里克·白兹格。为了理解许多生命过程，体内生物过程的三维成像是必不可少的。在活细胞成像方面已经取得了许多进展，但即便如此，许多生物过程仍然发生得太快，而且它们的规模太小，现有工具无法看到。当这些显微镜放大镜头以捕捉更精细的结构细节时，它们会向样本发出有害的辐射。这不仅会改变样本，而且成像过程也需要时间——因此削弱了显微镜跟踪生物动态过程(如有丝分裂)的能力。今天，贝齐领导的团队描述了一种可以解决上述问题的显微镜——它可以以高速和高分辨率拍摄脆弱生物样本的快照。Betzig等人的方法是基于发光显微镜的发展，这已被证明对胚胎中的单细胞成像是有用的。然而，传统的光学薄膜太厚，不能用于亚细胞成像。因此，Betzig等人使用一种被称为二维光学晶格的特殊类型的光束来生产超薄光学片，其速度很快，可以捕获人体内的图像。至关重要的是，二维光学晶格也能以这样的方式传播光能，即它的强度在样品上的任何一点都降低。

考古学家发现早期高海拔人类住区

秘鲁安第斯山脉的研究人员在美国极高海拔地区发现了人类存在的最古老的证据。他们发现的地点位于将近4500米的高度。它们建于12000多年前的晚更新世。这一发现改变了对人类适应高海拔环境的认知，表明这种情况可能比先前认为的发生得更快或更早。高海拔地区是考古研究最少的地方，早期人类如何生活在这些地方仍然未知。有些人认为人类必须经历数千年的基因适应。而其他人则认为环境变化(如冰川退缩)是必要的。Kurt Rademaker和其他人报道了来自两个高海拔安第斯山脉遗址的人工制品，这里曾经是狩猎采集者居住的地方。在第一个地点，村采茶的研究人员发现了各种工具、动物骨头和根作为食物。第二个位于较高海拔的地点是普库诺盆地，研究人员称这是理想的狩猎地点。对这两个地点的物体进行年代测定有助于研究小组确定这些地点的物体存在时间超过12000年。这些结果挑战了以前认为人类适应极端环境的观点。例如，这一地区的冰川从未真正到达过普孔丘盆地，因此，由于冰川退缩，从未为人类迁徙创造出一个开放的空间。然而，他们搬到了那里，这表明气候变化不是成功定居的必要条件。此外，普孔丘盆地的史前古器物表明，它们最初进入南美洲后仅在2000年内定居，这表明人类不需要很长时间来适应环境。对人类适应极端环境的研究对于理解我们的生存文化和遗传能力至关重要。

入侵蜥蜴推动快速进化

蜥蜴最近入侵美国东南部，这证明了当两个密切相关的物种竞争时，进化变化会迅速发生。尽管生物学家认为这种竞争通常会推动快速进化，但在野外记录的这种案例却少得惊人。但是尤尔·斯图亚特和他的同事在佛罗里达的一组小岛上发现了一个很好的例子，在那里，一种叫做卡罗林蜥蜴的蜥蜴在奥拉尼斯入侵后*迁移到更高的树上。在入侵者到达的岛上，卡罗林蜥蜴进化出更大、更粘的脚趾垫，以帮助它们更好地立足于更高的栖息地，这一变化只花了20代或大约10年的时间。在没有sagrei入侵蜥蜴的岛屿上，卡罗琳娜蜥蜴的脚趾垫保持完整。研究人员表示，除了提供实时进化的例子，这些蜥蜴还能帮助环保主义者更多地了解本地物种适应入侵物种的方式。

蕨类植物的性别比例是通过合作决定的。

根据穆钧·田中和他的同事的一项新研究，个体蕨类植物群落通过一个复杂的化学信息连接系统保持最佳的雌雄平衡。在日本攀缘蕨类植物中，植物激素赤霉酸促进男性器官的发育。早熟的蕨类植物表达一些基因，这些基因是引发而不是产生赤霉素所必需的，赤霉素使它们处于雌性状态。然而，由这些蕨类植物表达的赤霉素的前体被改变，然后释放到环境中，在那里激素被那些后来成熟的蕨类植物吸收。这些晚熟个体表达“解码”这种前体并完成赤霉素合成以产生雄性器官所需的酶。正如泰-孙平在一篇相关文章中所讨论的，人们需要做进一步的研究，以找出这些个体之间的化学信号是否有助于确定其他类型植物种群的性别比例。

(这篇专栏文章由美国科学促进会提供)

中国科学新闻(2014-105第二版国际版)